Hoàn thiện thủ tục phân tuyến AODV trong mạng cảm biến không dây và thực nghiệm trên phần mềm opnet

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ NGUYỄN DANH ĐÔNG HOÀN THIỆN THỦ TỤC PHÂN TUYẾN AODV TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ THỰC NGHIỆM TRÊN PHẦN MỀM OPNET Ngành: Công nghệ Điện tử - Viễn thông Chuyên ngành: Kỹ thuật Điện tử Mã số: 60-52-02-03 LUẬN VĂN THẠC SĨ CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS.PHẠM MINH TRIỂN HÀ NỘI – 2015 LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, em muốn gửi lời cảm ơn chân thành biết ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Phạm Minh Triển Trong suốt thời gian làm luận văn, thầy tận tình hƣớng dẫn, giúp đỡ bảo để em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng, nhƣng thời gian kiến thức hạn chế nên công trình nghiên cứu nhiều thiếu sót Vì vậy, em mong nhận đƣợc đóng góp, bảo thầy cô bạn Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng năm 2015 Học viên Nguyễn Danh Đông LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Đề tài: “Hoàn thiện thủ tục phân tuyến AODV mạng cảm biến không dây thực nghiệm phần mềm OPNET” công trình nghiên cứu thân Trong khóa luận có sử dụng số tài liệu tham khảo, tài liệu tham khảo đƣợc dẫn chứng liệt kê mục “Tài liệu tham khảo” phần cuối luận văn Các số liệu, kết trình bày luận văn hoàn toàn trung thực dựa nghiên cứu, triển khai đo đánh giá thực tế Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm nội dung, số liệu kết luận văn Ngƣời cam đoan Nguyễn Danh Đông MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƢƠNG : TỔNG QUAN MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY 1.1 Giới thiệu 1.2 Cấu tạo phân loại nút mạng cảm biến không dây 1.2.1 Cấu tạo 1.2.1.1 Bộ xử lý trung tâm 1.2.1.2 Bộ nhớ/Lƣu trữ 1.2.1.3 Bộ thu phát sóng vô tuyến 1.2.1.4 Bộ cảm biến 1.2.1.4 Hệ thống định vị 1.2.1.5 Bộ nguồn 1.2.1.6 Bộ phận di động 1.2.2 Phân loại nút mạng 1.3 Cấu trúc mạng cảm biến không dây 10 1.3.1 Cấu trúc mạng cảm biến không dây 10 1.3.2 Khả di động mạng biến không dây 11 1.3.2.1 Phân loại 11 1.3.2.2 Lợi ích khả di động 12 1.3.2.3 Thách thức khả di động 12 1.3.2.4 Các dạng di chuyển 13 1.3.3 Các yếu tố ảnh hƣởng đến cấu trúc mạng cảm biến không dây 14 1.4 Các yêu cầu thiết kế mạng cảm biến không dây 15 1.5 Một số chuẩn mạng cảm biến 17 1.6 Các ứng dụng mạng cảm biến không dây 18 CHƢƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ GIAO THỨC AODV 19 2.1 Các vấn đề định tuyến mạng cảm biến không dây 19 2.2 Phân loại giao thức định tuyến 20 2.2.1 Các giao thức định tuyến theo bảng điều khiển 21 2.2.2 Các giao thức định tuyến theo yêu cầu 21 2.2.3 Các giao thức định tuyến lai 22 2.2.4 Các giao thức định tuyến theo nhận biết vị trí 22 2.2.5 Các giao thức định tuyến đa đƣờng 23 2.3 Các thông số quan trọng giao thức hoạt động 23 2.4 Giao Thức Định Tuyến AODV 24 2.4.1 Định dạng tin sử dụng giao thức AODV 24 2.4.1.1 Định dạng tin yêu cầu tìm đƣờng (RREQ) 24 2.4.1.2 Định dạng tin trả lời tìm đƣờng (RREP) 25 2.4.1.3 Định dạng tin lỗi tìm đƣờng (RERR) 25 2.4.1.4 Định dạng gói tin phản hồi trả lời tìm đƣờng (RREP-ACK) 26 2.4.2 Nguyên lý hoạt động giao thức 26 2.4.2.1 Số đếm 26 2.4.2.2 Quá trình tìm đƣờng khởi tạo kết nối 27 2.4.2.3 Duy trì kết nối 32 2.4.2.4 Xử lý có lỗi xảy 33 2.4.2.5 Sửa cục 35 CHƢƠNG : MÔ PHỎNG GIAO THỨC AODV BẰNG PHẦN MỀM OPNET 38 3.1 Giới thiệu phần mềm OPNET 38 3.2 Mô 39 3.2.1 Mục tiêu 39 3.2.2 AODV OPNET 39 3.2.3 Tùy chỉnh, thay đổi thông số AODV 42 3.2.4 Thực mô 47 3.2.4.1 Mô hình mạng thông số 47 3.2.4.2 Thực 48 3.2.5 Kết mô 52 3.2.5.1 Trƣờng hợp 30 nút mạng 52 3.2.5.2 Trƣờng hợp 60 nút mạng 60 3.2.5.3 Trƣờng hợp 120 nút mạng 64 3.2.6 Kết luận 68 KẾT LUẬN 70 TÀI LIỆU THAM KHẢO 71 DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT AODV Ad-hoc On Demand Distance Vector MANET Mobile Ad-hoc Network DARPA Defense Advanced Research Projects Agency SUSAN Adaptive Survivable Network IETF Internet Engineering Task Force BAN Body Area Network PAN Personal Area Network LAN Local Area Network WAN Wide Area Network ID Identification TTL Time To Live DSDV Destination-Sequenced Distance-Vector OLSR Optimized Link State Routing CGSR Cluster-Head Gateway Switch routing WRP Wireless routing Protocol STAR Source-Tree Adaptive Routing DSR Dynamic Source Routing TORA Temporally Ordered Routing Algorithm ABR Associativity-Based Routing SSBR Signal Stability-Based Adaptive Routing ZRP Zone Routing Protocol FSR Fisheye State Routing LANMAR Landmark Ad Hoc Routing RDMAR Relative Distance Micro-discovery Ad Hoc Routing SLURP Scalable Location Update-Based Routing Protocol LAR Location-Aided Routing DREAM Distance Routing Effect Algorithm for Mobility GPSR Greedy Perimeter Stateless Routing LAKER Location Aided Knowledge Extraction Routing MORA Movement-Based Algorithm for Ad Hoc Networks CHAMP Caching and Multipath routing Protocol AOMDV Ad hoc On-Demand Multipath Distance Vector Routing SMR Split Multipath Routing RREQ Route Request RREP Route Reply RRER Route Error RREP-ACK Route Reply Acknowledgement IEEE Institute Of Electrical And Electronics Engineers DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 : Định dạng tin RREQ 24 Bảng 2.2 : Định dạng tin RREP 25 Bảng 2.3 : Định dạng tin RERR 26 Bảng 2.4 : Định dạng tin RREP-ACK 26 Bảng 3.1 : So sánh chƣơng trình mô phỏng[28][29][30] 38 Bảng 3.2 : Các thông số mặc định giao thức AODV 39 Bảng 3.3 : Thay đổi thông số TTL 46 Bảng 3.4 : Thay đổi thông số yêu cầu tìm đƣờng 46 Bảng 3.5 : Các thông số mô giao thức AODV 47 Bảng 3.6 : Thời gian trễ trung bình nút cố định 53 Bảng 3.7 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định 53 Bảng 3.8 : Lƣợng liệu mát trung bình nút cố định 54 Bảng 3.9 : Thời gian trễ trung bình nút di chuyển 55 Bảng 3.10 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển 55 Bảng 3.11 : Lƣợng liệu mát trung bình nút di chuyển 56 Bảng 3.12 : Thời gian trễ trung bình nút cố định 57 Bảng 3.13 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định 57 Bảng 3.14 : Lƣợng liệu mát trung bình nút cố định 58 Bảng 3.15 : Thời gian trễ trung bình nút di chuyển 59 Bảng 3.16 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển 59 Bảng 3.17 : Lƣợng liệu mát trung bình nút di chuyển 60 Bảng 3.18 : Thời gian trễ trung bình nút cố định 61 Bảng 3.19 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định 61 Bảng 3.20 : Lƣợng liệu mát trung bình nút cố định 62 Bảng 3.21 : Thời gian trễ trung bình nút cố định 63 Bảng 3.22 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển 63 Bảng 3.23 : Lƣợng liệu mát trung bình nút di chuyển 64 Bảng 3.24 : Thời gian trễ trung bình nút cố định 65 Bảng 3.25 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định 65 Bảng 3.26 : Lƣợng liệu mát trung bình nút cố định 66 Bảng 3.27 : Thời gian trễ trung bình nút di chuyển 67 Bảng 3.28 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển 67 Bảng 3.29 : Lƣợng liệu mát trung bình nút di chuyển 68 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 : Một nút mạng cảm biến không dây Hình 1.2 : Sơ đồ thiết bị mạng cảm biến không dây [10] Hình 1.3 : Cấu trúc mạng cảm biến không dây tổng quan 10 Hình 1.4 : Cấu trúc mạng hình đơn chặng 11 Hình 1.5 : Cấu trúc mạng hình đa chặng 11 Hình 1.6 : Di chuyển ngẫu nhiên 13 Hình 1.7 : Di chuyển theo đƣờng định 13 Hình 1.8 : Di chuyển theo Gauss-Markov 14 Hình 1.9 : Di chuyển theo nhóm có hƣớng ngẫu nhiên 14 Hình 2.1 : Các giao thức định tuyến 21 Hình 2.2 : Định dạng tin RREQ[8] 24 Hình 2.3 : Định dạng tin RREP[8] 25 Hình 2.4 : Định dạng tin RERR[8] 26 Hình 2.5 : Định dạng tin RREP-ACK[8] 26 Hình 2.6 : Ví dụ tin RREQ phần 31 Hình 2.7 : Ví dụ tin RREQ phần 31 Hình 2.8 : Ví dụ tin RREQ phần 31 Hình 2.9 : Ví dụ tin RREQ phần 31 Hình 2.10 : Ví dụ tin RREQ phần 32 Hình 2.11 : Ví dụ tin RREQ phần 32 Hình 2.12 : Ví dụ tin RREQ phần 32 Hình 2.13 : Ví dụ tin RERR phần 34 Hình 2.14 : Ví dụ tin RERR phần 34 Hình 2.15 : Ví dụ tin RERR phần 35 Hình 2.16 : Ví dụ tin RERR phần 35 Hình 2.17 : Ví dụ tin RERR phần 35 Hình 2.18 : Ví dụ trình sửa cục phần 36 Hình 2.19 : Ví dụ trình sửa cục phần 36 Hình 2.20 : Ví dụ trình sửa cục phần 36 Hình 2.21 : Ví dụ trình sửa cục phần 36 Hình 2.22 : Ví dụ trình sửa cục phần 37 Hình 2.23 : Ví dụ trình sửa cục phần 37 Hình 3.1 : Thông số AODV mặc định 40 Hình 3.2 : Giao diện ban đầu OPNET 44 Hình 3.3 : Giao diện mở file OPNET 44 Hình 3.4 : Giao diện Process Model OPNET 45 59 Hình 3.22 : Kết thời gian trễ nút di chuyển Biểu đồ thể thời gian trễ trung bình trƣờng hợp mô nút di chuyển Thời gian trễ AODV mặc định lớn nhiều so với thời gian trễ AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Thời gian trễ trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.15 : Thời gian trễ trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Trễ (s) 0.570722321 0.037022289 0.010878915 Thời gian trễ trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 6% so với AODV mặc định AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 1% so với AODV mặc định Nhƣ vậy, nút mạng di chuyển, thời gian trễ AODV “Cost_en_ttl” tốt nhất, có thời gian trễ lớn chút AODV “Cost_en” AODV mặc định  Số tin lỗi (RERR) gửi: Hình 3.23 : Kết số tin lỗi(RERR) nút di chuyển Biểu đồ thể số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp mô phỏng.Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.16 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Số tin lỗi (RERR) 1002.309968 73.80888889 83.65333333 Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV mặc định lớn so với AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 7% so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” 8% so với AODV mặc định 60  Dữ liệu mát: Hình 3.24 : Kết liệu mát nút di chuyển Biểu đồ thể lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp mô Dữ liệu bị mát AODV mặc định lớn nhiều so với AODV đƣợc thay đổi, liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” ngang Lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp là: Bảng 3.17 : Lượng liệu mát trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Dữ liệu mát (bits/s) 210.6562615 28.76658959 16.84200109 Lƣợng liệu mát trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 13% so với AODV mặc định , AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 8% so với AODV mặc định Nhƣ lƣợng liệu bị mát đƣờng truyền AODV thay đổi tốt nhiều so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” nhỏ AODV “Cost_en” lơn gấp đôi so với AODV “Cost_en_ttl” 3.2.5.3 Trường hợp 60 nút mạng 4.2.5.3.1 Các nút mạng cố định  Độ trễ : Hình 3.25 : Kết thời gian trễ nút cố định 61 Biểu đồ thể thời gian trễ trung bình trƣờng hợp mô nút cố định Thời gian trễ AODV mặc định lớn nhiều so với thời gian trễ AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Trong thời gian trễ AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” ngang Thời gian trễ trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.18 : Thời gian trễ trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Trễ (s) 6.571983602 2.155618527 2.095976045 Thời gian trễ trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 32% so với AODV mặc định AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 31% so với AODV mặc định  Số tin lỗi (RERR) gửi: Hình 3.26 : Kết số tin lỗi(RERR) nút cố định Biểu đồ thể số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp mô phỏng.Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.19 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Số tin lỗi (RERR) 1071.974111 111.0033366 115.8904783 Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV mặc định lớn so với AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 10% so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” 11% so với AODV mặc định 62  Dữ liệu mát: Hình 3.27 : Kết liệu mát nút cố định Biểu đồ thể lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp mô Dữ liệu bị mát AODV mặc định lớn nhiều so với AODV đƣợc thay đổi, liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” ngang Lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp là: Bảng 3.20 : Lượng liệu mát trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Dữ liệu mát (bits/s) 11568.23715 2825.323556 2809.448706 Lƣợng liệu mát trung bình AODV “Cost_en” “Cost_en_ttl” nhỏ 24% so với AODV mặc định AODV Nhƣ lƣợng liệu bị mát đƣờng truyền AODV thay đổi tốt nhiều so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” nhỏ AODV “Cost_en” lớn lƣợng nhỏ 4.2.5.3.2 Các nút mạng di chuyển  Độ trễ : Hình 3.28 : Kết thời gian trễ nút di chuyển 63 Biểu đồ thể thời gian trễ trung bình trƣờng hợp mô nút di chuyển Thời gian trễ AODV mặc định lớn nhiều so với thời gian trễ AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Thời gian trễ trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.21 : Thời gian trễ trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Trễ (s) 7.031839261 2.570709361 2.235991057 Thời gian trễ trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 36% so với AODV mặc định AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 31% so với AODV mặc định Nhƣ vậy, nút mạng di chuyển, thời gian trễ AODV “Cost_en_ttl” tốt nhất, có thời gian trễ lớn chút AODV “Cost_en” AODV mặc định  Số tin lỗi (RERR) gửi: Hình 3.29 : Kết số tin lỗi(RERR) nút di chuyển Biểu đồ thể số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp mô phỏng.Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.22 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Số tin lỗi (RERR) 2146.357269 18.39570803 24.23675036 Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV mặc định lớn so với AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 0.8% so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” 1% so với AODV mặc định 64  Dữ liệu mát: Hình 3.30 : Kết liệu mát nút di chuyển Biểu đồ thể lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp mô Dữ liệu bị mát AODV mặc định lớn nhiều so với AODV đƣợc thay đổi, liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” ngang Lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp là: Bảng 3.23 : Lượng liệu mát trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Dữ liệu mát (bits/s) 2133.389741 867.8174511 885.0838115 Lƣợng liệu mát trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 40% so với AODV mặc định , AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 41% so với AODV mặc định Nhƣ lƣợng liệu bị mát đƣờng truyền AODV thay đổi tốt nhiều so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” nhỏ AODV mặc định lớn 3.2.5.4 Trường hợp 120 nút mạng 4.2.5.4.1 Các nút mạng cố định  Độ trễ : Hình 3.31 : Kết thời gian trễ nút cố định 65 Biểu đồ thể thời gian trễ trung bình trƣờng hợp mô nút cố định Thời gian trễ AODV mặc định lớn nhiều so với thời gian trễ AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Thời gian trễ trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.24 : Thời gian trễ trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Trễ (s) 2.353986678 1.280712879 1.635932073 Thời gian trễ trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 54% so với AODV mặc định AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 69% so với AODV mặc định Nhƣ trƣờng hợp 120 nút, thời gian trễ trung bình AODV mặc định lớn nhất, AODV “Cost_en” nhỏ  Số tin lỗi (RERR) gửi: Hình 3.32 : Kết số tin lỗi(RERR) nút cố định Biểu đồ thể số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp mô phỏng.Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.25 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Số tin lỗi (RERR) 1535.828754 108.0255651 110.554135 Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV mặc định lớn so với AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 7% so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” 7.1% so với AODV mặc định 66  Dữ liệu mát: Hình 3.33 : Kết liệu mát nút cố định Biểu đồ thể lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp mô Dữ liệu bị mát AODV mặc định lớn nhiều so với AODV đƣợc thay đổi Lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp là: Bảng 3.26 : Lượng liệu mát trung bình nút cố định Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Dữ liệu mát (bits/s) 14845.78565 4005.512605 5642.115853 Lƣợng liệu mát trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 27% so với AODV mặc địnhcòn AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 38% so với AODV mặc định Nhƣ lƣợng liệu bị mát đƣờng truyền AODV thay đổi tốt nhiều so với AODV mặc định, AODV “Cost_en” nhỏ AODV mặc định lớn 4.2.5.4.2 Các nút mạng di chuyển  Độ trễ : Hình 3.34 : Kết thời gian trễ nút di chuyển Biểu đồ thể thời gian trễ trung bình trƣờng hợp mô nút di chuyển Thời gian trễ AODV mặc định lớn nhiều so với thời gian trễ 67 AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Thời gian trễ trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.27 : Thời gian trễ trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Trễ (s) 16.6293644 5.876086763 6.487157462 Thời gian trễ trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 35% so với AODV mặc định AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 39% so với AODV mặc định Nhƣ vậy, nút mạng di chuyển, thời gian trễ AODV “Cost_en” tốt nhất, có thời gian trễ lớn chút AODV “Cost_en_ttl” AODV mặc định  Số tin lỗi (RERR) gửi: Hình 3.35 : Kết số tin lỗi(RERR) nút di chuyển Biểu đồ thể số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp mô phỏng.Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình trƣờng hợp : Bảng 3.28 : Số tin lỗi(RERR) trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Số tin lỗi (RERR) 2926.007888 105.7527985 104.8698781 Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV mặc định lớn so với AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” Số tin lỗi(RERR) đƣợc gửi trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 3.6% so với AODV mặc định, AODV “Cost_en_ttl” 3.5% so với AODV mặc định 68  Dữ liệu mát: Hình 3.36 : Kết liệu mát nút di chuyển Biểu đồ thể lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp mô Dữ liệu bị mát AODV mặc định lớn nhiều so với AODV đƣợc thay đổi, liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” ngang Lƣợng liệu bị mát trung bình trƣờng hợp là: Bảng 3.29 : Lượng liệu mát trung bình nút di chuyển Trƣờng hợp Default Cost_en Cost_en_ttl Dữ liệu mát (bits/s) 14570.20785 4637.278374 5147.623747 Lƣợng liệu mát trung bình AODV “Cost_en” nhỏ 31% so với AODV mặc định , AODV “Cost_en_ttl” nhỏ 35% so với AODV mặc định Nhƣ lƣợng liệu bị mát đƣờng truyền AODV thay đổi tốt nhiều so với AODV mặc định, AODV “Cost_en” nhỏ AODV mặc định lớn 3.2.6 Kết luận Trong trƣờng hợp số nút mạng 06 nút mạng, haigiá trị độ trễ liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” xấp xỉ tốt so với AODV mặc định trƣờng hợp nút mạng cố định nút mạng di chuyển.Chỉ có giá trị số tin lỗi đƣợc gửi AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” lớn AODV mặc định Trong trƣờng hợp số nút mạng 30 nút mạng, ba giá trị độ trễ, số tin lỗi đƣợc gửi liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” tốt nhiều so với AODV mặc định trƣờng hợp nút mạng cố định nút mạng di chuyển Và giá trị độ trễ liệu mát AODV “Cost_en_ttl” tốt so với AODV “Cost_en”, giá trị số tin lỗi đƣợc gửi xấp xỉ Trong trƣờng hợp số nút mạng trung bình 60 nút mạng, ba giá trị độ trễ, số tin lỗi đƣợc gửi liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” tốt nhiều so với AODV mặc định trƣờng hợp nút mạng cố 69 định nút mạng di chuyển Và giá trị độ trễ, giá trị số tin lỗi đƣợc gửi liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” xấp xỉ Trong trƣờng hợp số nút mạng lớn 120 nút mạng, hai giá trị độ trễ liệu mát AODV “Cost_en” AODV “Cost_en_ttl” tốt nhiều so với AODV mặc định trƣờng hợp nút mạng cố định nút mạng di chuyển Và giá trị độ trễ liệu mát AODV “Cost_en” tốt so với AODV “Cost_en_ttl”, giá trị số tin lỗi đƣợc gửi xấp xỉ Có thể thấy rằng, áp dụng thay đổi cho giao thức AODV thông số trình tìm đƣờng, thông số thời gian sống, thay đổi từ só chặng nhỏ sang chi phí nhỏ nhất, độ trễ mạng đƣợc tốt lên, độ tin cậy truyền tin đƣợc tăng lên nhiều so với trƣờng hợp thông số AODV đƣợc giữ nguyên mặc định, thông số quan trọng viêc thiết kế mạng cảm biến không dây, đặc biệt với ứng dụng đòi hỏi tính thời gian thực độ tin cậy truyền tin cao Từ kết thu đƣợc, với mô hình mạng có kích thƣớc nhỏ, số lƣợng nút mạng nhỏ nên áp dụng thay đổi ba thông số theo trƣờng hợp “Cost_en_ttl” Còn với mô hình mạng có kích thƣớc mạng lớn, số lƣợng nút mạng lớn nên áp dụng thay đổi hai thông số theo trƣờng hợp “Cost_en” Bên cạnh đó, có số vấn đề tồn cần phải giải quyết, coi nhƣ phần hạn chế luận văn, nhƣ hƣớng để giải tƣơng lai Đó là: Chƣơng trình mô đƣợc cài đặt chạy kiện truyền liệu thời điểm, nhiên mạng cảm biến không dây có nhiều kiện truyền liệu lúc Khi có nhiều kiện truyền liệu xảy lúc, xảy nhiều xung đột thời điểm gây tắc nghẽn, trễ mạng, liệu mát lớn Do cần xem xét kĩ trƣờng hợp tƣơng lai Mô hình mạng đƣa mô tập trung vào kích thƣớc mạng số lƣợng nút mạng, điều kiện thực tế cần quan tâm đến mật độ nút mạng điều kiện môi trƣờng có tác động đến trình truyền tin Đây hai yếu tố lớn ảnh hƣởng đến chất lƣợng kết nối Việc triển khai thực tế, với số lƣợng nút mạng lớn, mật độ dày mỏng, ảnh hƣởng từ môi trƣờng, địa hình hạn chế Hy vọng tƣơng lai có điều kiện để thử nghiệm thực tế Trong giới hạn luận văn thực thực thay đổi thông số trình tìm đƣờng, thời gian sống TTL thay đổi nguyên tắc chọn đƣờng từ đƣờng ngắn sang chi phí nhỏ với chi phí đƣợc tính dựa tốc độ truyền tin nút mạng Còn nhiều thông số giá trị chi phí khác khảo sát 70 KẾT LUẬN Sau khoảng thời gian dài nghiên cứu, đến toàn luận văn đƣợc hoàn thiện, đáp ứng đƣợc yêu cầu ban đầu đặt luận văn Các kết thu đƣợc trình thực luận văn :  Tìm hiểu tổng quan đƣợc mạng cảm biến không dây, bao gồm lịch sử phát triển, cấu tạo phân loại nút cảm biến, cấu trúc, ứng dụng mạng cảm biến không dây  Tìm hiểu tổng quan đƣợc mạng Ad-hoc: lịch sử phát triển, đặc điểm mạng, phân loại ứng dụng mạng  Tìm hiểu tổng quan đƣợc giao thức định tuyến: giao thức định tuyến theo điều khiển, giao thức định tuyến theo yêu cầu, giao thức định tuyến lai, giao thức định tuyến nhận biết vị trí, giao thức định tuyến đa đƣờng  Tìm hiểu sâu giao thức định tuyến AODV: nguyên lý hoạt động, tin giao thức  Thực thay đổi số thông số, khảo sát mô thay đổi giao thức AODV phần mềm OPNET, thu đƣợc kết hữu ích Do thời gian hạn hẹp, giao thức AODV nhiều thông số khảo sát, đồng thời chƣa thể áp dụng thay đổi vào điều kiện thức tế, nơi mà có điều kiện khác tác động đến hoạt động mạng cảm biến không dây Trong tƣơng lai, em mong muốn thực khảo sát thêm thông số khác giao thức AODV nhƣ có điều kiện áp dụng vào thực tế, từ xác định đƣợc xác thông số để nhằm hoàn thiện cho giao thức AODV Khi xác định đƣợc thông số, sử dụng thông số thay đổi để xem xét cài đặt làm thông số mặc định giao thức AODV 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Phạm Văn Trung, Nghiên cứu giao thức định tuyến điều khiển theo yêu cầu mạng Manet, Đại học Huế, 2009 Tiếng Anh [2] Stefano Basagni, Marco Conti, Silvia Giordano, Ivan Stojmenovic, Mobile Ad hoc Networking,IEEE [3] Saleh Ali K.Al-Omari, Putra Sumari, An Overview of Mobile Ad Hoc Networks for The Existing Protocols and Applications, International journal on applications of graph theory in wireless ad hoc networks and sensor networks, Vol.2, No.1, March 2010 [4] Mohammad Iiyas, The Handbook of Ad hoc Wireless Network, 2003 [5] Martinus Dipobagio, An Overview on Ad hoc Networks, Institue of Computer Science [6] Roja Rani Mannam, Mahe Zabin, Comparative Performance Analysis of MANET Routing Networks,2012 Protocols in Internet Based Mobile Ad-hoc [7] Md Maruf Ilahi, Analyzing MANET Routing Performance Using OPNET Simulation, August, 2011 [8] Charles E.Perkins, Elizabeth M.Belding-Royer, Samir R.Das, Ad hoc OnDemand Distance Vector (AODV) Routing, Mobile Ad Hoc Networking Working Group, 14 November 2001, Internet Engineering Task Force (IETF) [9] Ivan Stojmenovic, Handbook Of Sensor Networks Algorithms And Architectures, University of Ottawa, A JOHN WILEY & SONS, INC [10] Bhaskar Krishnamachari, Networking Wireless Sensors, Cambridge University Press 2005 [11] Edgar H.Callaway, Wireless Sensor Network : Architectures and Protocols, CRC Press 2004 [12] Understanding MANET Model Internals and Interfaces, 2008 OPNET Technologies, Inc 72 [13] K TAMIZARASU, M RAJARAM, Analysis of AODV Routing Protocol for Minimized Routing Delay in Ad Hoc Networks, India [14] Supriya Sawwashere, Ashutosh Lanjewar, Improved Cost Efficient AODV Routing Protocol, International Journal of Engineering Research and General Science Volume 3, Issue 2, Part 2, March-April, 2015 [15] Puneet Bindra, Jaswinder Kaur, Gurjeevan Singh, Investigation of Optimum TTL Threshold value for Route Discovery in AODV,International Journal of Computer Applications (0975 – 8887), Volume 79 – No9, October 2013 [16] Puneet Bindra, Jaswinder Kaur, Gurjeevan Singh, Effect of TTL Parameter Variation on Performance of AODV Route Discovery Process, International Journal of Computer Applications (0975 – 8887) Volume 70– No.4, May 2013 [17] Anuj K.Gupta, Harsh Sadawarti, Anil K.Verma, Effect of Mobility Parameters on the Performance of AODV Routing Protocol, International Journal of Network and Mobile Technologies, ISSN 2229-9114 Electronic Version, VOL ISSUE JANUARY 2012 [18] Jiri Hosek, Performance Analysis of MANET Routing Protocols OLSR and AODV, Faculty of Electrical Engineering and Communication, Brno University of Technology, VOL 2, NO 3, SEPTEMBER 2011 [19] Sajjad Ali, Asad Ali, Performance Analysis of AODV, DSR and OLSR in MANET, Department of Electrical Engineering with emphasis on Telecommunication Blekinge Institute of Technology, Sweden 2009 [20] Rahul Kumar, Monika Sachdeva, Performance Evaluation of AODV Protocol in MANET Using OPNET, Department of Computer Sc & Engineering, Shaheed Bhagat Singh State Technical Campus, Ferozepur– 152004, Punjab, India [21] GUIDOUM AMINA, Pr BOUKELIF Aoued, Optimization of AODV routing protocol in mobile ad-hoc network by introducing features of the protocol LBAR, Recent Advances in Electrical Engineering and Electronic Devices [22] Reena Singh, Shilpa Gupta, EE-AODV: Energy Efficient AODV routing protocol by Optimizing route selection process, International Journal of 73 Research in Computer and Communication Technology, Vol 3, Issue 1, January- 2014 [23] Asar Ali, Zeeshan Akbar, Evaluation of AODV and DSR Routing Protocols of Wireless Sensor Network for Monitoring Applications, Karlskrona October 2009 Website [24] The Practical OPNET User Guide for Computer Network Simulation, https://books.google.com.vn [25] AODV, http://moment.cs.ucsb.edu/AODV/ [26] Information Networking: Convergence in Broadband and Mobile Networking International Conference, ICOIN 2005, Jeju Island, Korea, January 31 - February 2, 2005,Proceedings, https://books.google.com.vn [27] Ad-Hoc networking summer placement 2007, http://www.dcs.warwick.ac.uk/~adhoc1/index.html [28] Các chương trình mô hệ 802.15.4/Zigbee với OPNET, https://tamgiang.wordpress.com/ [29] A Survey of Network Simulation Tools: Current Status and Future Developments, http://www.cs.wustl.edu [30] Detail Comparison of Network Simulators, http://www.academia.edu [31] Jian Cao, Minglu Li, Min-You Wu, Network and Parallel Computing: IFIP International Conference, NPC 2008, Shanghai, China, October 1820, 2008, Proceedings, https://books.google.com.vn [32] Nabanita Das, Distributed Computing IWDC 2004: 6th International Workshop, Kolkata, India, December 27-30, 2004, Proceedings, https://books.google.com.vn [...]... trọng Vì mạng cảm biến không dây là một phần của mạng di động Ad-hoc nên có thể xem xét các giao thức định tuyến trong mạng di động Ad-hoc áp dụng vào mạng cảm biến không dây Trong khuôn khổ luận văn Hoàn thiện thủ tục phân tuyến AODVtrong mạng cảm biến không dây và thực nghiệm trên phần mềm OPNET sẽ nghiên cứu đến thủ tục phân tuyến AODV hay giao thức định tuyến AODVtrong mạng cảm biến không dây, khảo... cảm biến Nút cảm biến Nút trung gian Nút trung gian Nút cảm biến Nút cơ sở Nút cảm biến Nút trung gian Nút cảm biến Hình 1.3 : Cấu trúcmạng cảm biến không dây tổng quan 1.3 Cấu trúc của mạng cảm biến không dây 1.3.1 Cấu trúc của mạng cảm biến không dây Mạng cảm biến không dây thƣờng đƣợc triển khai trên một phạm vi rộng, số lƣợng nút mạng lớn và đƣợc phân bố một cách tƣơng đối ngẫu nhiên, các nút mạng. .. dụng Nút cảm biến, đối tƣợng đƣợc theo dõi và ngƣời sử dụng là ba yếu tố xây dựng nên mạng cảm biến không dây Trong khi đó, mạng cảm biến không dây có liên kết chặt chẽ với mạng di động Ad-hoc, có thể coi mạng cảm biến không dây là một phần của mạng di động Ad-hoc Tất cả các ứng dụng đều đòi hỏi mạng cảm biến không dây phải tiêu thụ năng lƣợng thấp, cấu trúc mạng nhanh, tính thời gian thực Trong đó... thêm nút mạng, chúng chỉ tạo nên nhiều cơ hội định tuyến hơn 19 CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ GIAO THỨC AODV 2.1 Các vấn đề định tuyến trong mạng cảm biến không dây Khác với các mạng có dây, mạng không dây gặp rất nhiều khó khăn trong việc định tuyến và quản lý năng lƣợng Các nút trong mạng đều có khả năng di chuyển nên cấu trúc mạng cũng thay đổi theo thời gian, năng lƣợng các... con ngƣời, mạng di động Ad-hoc tập trung vào con ngƣời nhiều hơn  Trong mạng cảm biến không dây, dữ liệu chủ yếu là các hiện tƣợng, sự kiện ở thế giới thực, còn trong mạng di động Ad-hoc chủ yếu là dữ liệu 11  Các nút trong mạng cảm biến không dây ít di động hơn mạng di động Adhoc  Nguồn năng lƣợng giới hạn, năng lƣợng trong mạng cảm biến không dây đƣợc quản lý, sử dụng chặt chẽ Trong mạng di động... đổi sơ đồ mạng Do vậy mạng cảm biến không dây đòi hỏi một cấu trúc mạng linh động (ad-hoc, lƣới, sao…) và các nút mạng có khả năng tự điều chỉnh, tự cấu hình Tùy thuộc vào mỗi ứng dụng, các thiết bị mạng cảm biến không dây có thể cùng hay không cùng mạng với nhau[10] Mạng cảm biến không dây có thể coi nhƣ một phần trong mạng di động Ad-hoc, tuy nhiên giữa chúng cũng có những điểm tƣơng đồng và những... của chính chúng và định tuyến cho các nguồn khác[10] Hình 1.5 : Cấu trúc mạng hình cây đa chặng 1.3.2 Khả năng di động của mạng của biến không dây 1.3.2.1 Phân loại Trong mạng cảm biến không dây, tính di động có thể chia làm 03 dạng chính: 12  Nút cảm biến di động Các nút trong mạng cảm biến không dây có thể tự mình di động, tuy nhiên nó phụ thuộc nhiều vào các ứng dụng của mạng Ví nhƣ trong ứng dụng... lƣợng bộ nhớ và lƣu trữ trên bo mạch của thiết bị mạng cảm biến không dây thƣờng bị giới hạn đáng kể do giá thành thiết bị thấp, tuy nhiên nó cũng đƣợc cải thiện đáng kể qua thời gian[10] 1.2.1.3 Bộ thu phát sóng vô tuyến Thiết bị mạng cảm biến không dây có tốc độ thấp (10 → 100 kbps) và là thiết bị vô tuyến không dây dải ngắn (nhỏ hơn 100 mét) Trong mạng cảm biến không dây thì truyền vô tuyến là một... rộng và hầu hết là các ứng dụng trong thiên nhiên nên mạng cảm biến không dây là các hệ thống phân phối không cần chủ Hoạt động tự động là vấn đề chính đƣợc đặt ra trong thiết kế Ngay từ đầu, các nút trong mạng cảm biến không dây có thể đƣợc cấu hình theo cấu trúc mạng của chúng, tự đồng bộ, tự kiểm tra và tự quyết định các thông số hoạt động khác[10]  Tự tối ưu và thích nghi Trong mạng cảm biến không. .. Các ràng buộc về phần cứng đặt ra nhiều thách thức trong phát triển phần mềm và thiết kế giao thức định tuyến 20  Sự phân bố các nút cảm biến Các nút cảm biến triển khai trong mạng cảm biến không dây tùy thuộc vào ứng dụng, có thể là thủ công hay ngẫu nhiên, ảnh hƣởng trực tiếp đến hiệu năng của giao thức định tuyến Trong hầu hết các ứng dụng, các nút cảm biến đƣợc dải ngẫu nhiên trong một phạm vi ... dụng vào mạng cảm biến không dây Trong khuôn khổ luận văn Hoàn thiện thủ tục phân tuyến AODVtrong mạng cảm biến không dây thực nghiệm phần mềm OPNET nghiên cứu đến thủ tục phân tuyến AODV hay... Nút cảm biến Nút trung gian Nút cảm biến Hình 1.3 : Cấu trúcmạng cảm biến không dây tổng quan 1.3 Cấu trúc mạng cảm biến không dây 1.3.1 Cấu trúc mạng cảm biến không dây Mạng cảm biến không dây. .. nút mạng, chúng tạo nên nhiều hội định tuyến 19 CHƯƠNG 2: ĐỊNH TUYẾN TRONG MẠNG CẢM BIẾN KHÔNG DÂY VÀ GIAO THỨC AODV 2.1 Các vấn đề định tuyến mạng cảm biến không dây Khác với mạng có dây, mạng